DE3344728A1

DE3344728A1 - Vorrichtung zur erkennung von objekten durch simulation von ton-und/oder lichtmerkmalen

Info

Publication number: DE3344728A1
Application number: DE19833344728
Authority: DE
Inventors: M.Guy Sceaux Le Pechon
Original assignee: Le Pechon mguy
Current assignee: Le Pechon mguy
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1983-12-10
Publication date: 1984-07-12
Also published as: GB2133254A; GB8333080D0; US4630208A; FR2539227A1; FR2539227B1; JPS59136889A; GB2133254B

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erkennen von Leucht- oder eventuel auch Funkquellen durch das Simulieren deren Emissionsmerkmale und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Erkennung von Navigationsfeuern oder anderen Leuchtsignalen, die zum Beispiel von feststehenden Boj-m oder Feuershiffen erzeugt werden und die insbesondere bei der oeenavigation und ebenfalls zur Erkennung von Schallsignalen,, Verwendung finden kann, die zum Beispiel durch Funknavigationsmarkierungen erzeugt werden.

¥enn ein Schiff bei Nacht unterwegs ist, wird seine Position durch den Navigator anhand der Peilwinkel verschiedener Navigationsfeuer, meist zwei oder drei in der Zahl, die er vorher identifiziert haben muß, bestimmt. Das Erkennen der Navigationsfeuer kann sich aber als umständlich und unsicher erweisen, zumal es eine große Anzahl Navigationsfeuer gibt, die sich bezüglich ihrer Farbe, ihrer Periode, ihres Rhythmus usw. unterscheiden. Andererseits sind einige Feuer eher ähnlich, so daß es insbesondere dann zu Verwechselungen kommen kann, wenn der Navigator ermüdet oder gestreßt ist und/oder wenn hoher Seegang herrscht. Weiterhin kann der Navigator die Standortbestimmung sowohl bei Tag wie auch bei Nacht anhand von Radiowellen vornehmen, die durch eine gewisse Anzahl Funkersender ausgestrahlt werden, wobei aus denselben Gründen die Gefahr einer fehlerhaften Erkennung der Quellen ebenfalls gegeben ist.

Aus dem Stand der Technik gemäß der FR-PS 21 88 243 ist eine Einrichtung zur Erkennung einer Navigationsmarkierung durch Messen der Zeitdauer ihrer Periode bekannt,, bei der der Beobachter über einen geeigneten Schallwandler eine Zeitmeßschwingung wahrnehmen kann, deren Periode eine Sekunde beträgt, so daß, indem er die Anzahl der Schwingungen, die er beim Beobachten der Quellen, zählt, ihre Periode feststellen und die Quelle derselben identifizieren kann. Auf "diese Weise kann der Beobachter sich auf die Quelle konzentrieren, ohne den Zeiger einer Uhr zu berücksichtigen oder sich gedanklich und etwas ungenau eine Ein-Sekundenschwingung vorzustellen. Diese bekannte Einrichtung ist jedoch nachteilig, denn die Konzentration des Beobachters wird durch die Notwendigkeit herabgesetzt, die Schwingungen, die er hört, zu zählen; das ist insbesondere unerminscht, wenn zum Beispiel wegen Ermüdung oder wegen des hohen Seeganges die Beobachtungsbedingungen ungünstig sind.

Weiterhin ist aus der FR-PS 23 19 914 eine Vorrichtung zur Erkennung von

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Küstenmerfcialen oder von Kerknalen in der 'iahe eines Hafene bekannt, deren Feld glas so funktioniert, daß einea der Augen des Beobachters zum Beispiel dura eine Vergröflerungsoptik: eins Küste oder Umgebung eines Hafens wahrnimmt, währeni mit dem anderen Auge der Beobachter fotographische oder kinematographiscbj Bilder sieht, die durch eine geeignete Projektionseinrichtung erzeugt werden.

Die3e Vorrichtung dient vornehmlich der Navigation beim Einlauf in einen Hafei usu., wenn das Schiff einer bestimmten Fahrrinne oder einem bestimmten Kurs folgen muß, so daß die von dieser Fahrrinne aus gesehene Küste ein charakteristisches Bild darstellt. Dieses System ist jedoch mit zwei schwerwiegender Nachteilen behaftet. Es wird aber sehr kompliziert, falls es einerseits darun geht, dem Beobachter Zeitinformation zu vermitteln, die sich zum Beispiel aui die rhythmischen und periodischen Merkmale eines Navigationsfeuers bezieht, und andererseits wenn zu diesem Zweck Laufbilder projektiert werden sollen. In

j5 dieser Hinsicht ist festzuhalten, daß diese Patentschrift gar keine Einrichtung beschreibt, die ein solches Laufbildsystem verwirklichen konnte. Weiterhin 3agt die Patentschrift nichts über die Darstellung der Farbe, der Periode und des Rhythmus der Navigationsfeuer, denn das System arbeitet nur bei Tag, oder über Hinweise in bezug auf die Funkfeuer aus, weil die einzigen Toninformationen, die das System liefert, in Form von den Bildern zugeordneten Texten vorliegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile dadurch zu überwinden, daß eine Vorrichtung zu Erkennung von Leucht- oder auch Tonsignal«.** angegeben wird, die den Beobachter nicht mehr mit der Notwendigkeit belastet, einen Zeitvergleich der Signale bzw. einen Zählvorgang gedanklich zu vollziehen, so daß er sich voll und ganz auf seine Arbeit konzentrieren kann, wie dies insbesondere bei schlechten Sichverhältnissen unbedingt nötig ist.

Dabei soll die erfindungsgemässe-Vorrichtung insbesondere ein Navigationsfeuer wie zum Beispiel ein Leuchtfeuer oder ein Funkfeuer einwandfrei identifizieren können, ohne daß irgendwelche Verwechselung in bezug auf die Identität des Feuers entsteht.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Vergleichs- oder Sirsulationaerkennung von Licht und/oder Tonmerkmalen dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen Einrichtungen umfasst, wodurch dem durch Sehen oder Hören wahrgenommenen Merkmal eines bestimmten Navigationspeilpunkts eine Simulation oder Reproduktion der Leucht- bzw. Tonidentifizierungsmerkmale zugeordnet wird, wobei die Erkennung durch Vergleich des beobachteten Erscheinungsbild mit der Simulator, ion erfolgt.

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Andere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nun folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen :;u entnehmen, wobei die hier dargestellten Ausführun^sformen der Erfindung nur deren Erläuterung, nicht aber einer Einschränkung dienen sollen« Es zeigen:-

Figur 1 ein Blockschere der erfindungs^emäße Vorrichtung,
Figur 2 ein Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 und

Figur 3 perspektivisch die Beobachtungseinrichtung, die gegebenenfalls der Vorrichtung gemäß der Figuren 1 und 2 zuzuordnen ist.

Anhand des Blockschemas gemäß Figur 1 sieht man, daß die Vorrichtung eine Mikroprozessorzentraleinheit 10 umfasst, die mit einem Nur-Lese-Speicher 12 in Verbindung steht, der in Zahlenform alle Information bezüglich der Leucht- und Funknavigationsfeuer enthält, die in einem bestimmten Navigationsbereich vorhanden sind. Dieser Speicher ist so konstruiert, daß er zum Beispiel mittels einer Steckverbindung mit einer nicht dargestellten Anschluiiverbinding verbunden werden kann, so daß die Vorrichtung mit Informationen bezüglich der Leucht- und Funkfeuer eines ausgewählten Bereiches geladen werden kann, wonach diese Information später gegen andere Informationen ausgetauscht werden können, indem man einen neuen Block bzw. Einateck-ROM in Stellung bringt, worin Daten über die Navigationsfeuer eines anderen Bereiches fest gespeichert sind; solche Daten können jedes Jahr aktualisiert werden, und zwar entweder dadurch, daß man den Speicher vollständig austauscht oder dadurch daß man den Speicherinhalt ändert. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Tastatur 14 zum Abrufen der Information bezüglich eines gegebenen Leucht- oder Funknavigationsfeuers, was dadurch geschieht, daß der Anwender auf ausgewählte Tasten drückt.

Die Zentrleinehit 10 läßt nach diesem Abrufvorgang auf einem geeigneten Display 16, die bekannte Anzeigen zur Darstellung alphanumerischer Zeichen umfasst, den Namen des Navigationsfeuers und gegebenenfalls seine Kennung, seine Merkmale usw. erscheinen. Handelt es sich um eine Leuchtnavigationsfeuer, so liefert die Zentraleinheit 10 an eine Lampengruppe 18 Steuerspannungen, so daß eine oder mehrere' bestimmte, nicht dargestellte Lampen des Lampenblockes 18 aufleuchten oder erlöschen, und awar derart, daß diese Lampe bzw. Lampen die Farbe, die Periode und den Rhythmus des an der Tastatur eingegebenen Navigationsfeuera simulieren. Handelt es sich dagegen um ein Funkfeuer, so wird über einen D/AKonverter 20 numerische Daten von der Zentraleinheit geliefert, die nach ihrer Konvertierung über einen Verstärker 22 und den linken Hörer 24 A eine3 Kopfhörers 24 den Anwender mit Ton3ignalen entsprechend den Emissionsmerkmalen des ausgerufenen Funknavigationsfeuers versorgen; diene Tonnignale können gleichzeitig mit den Signalen dos beobachteten Feuers oder nachher überspielt

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werden.

Anhand dieser kurzen Beschreibung wird klar, daß der Anwender nach einfacher Tastatureneingabe eine optishe oder Tonsimulation der Merkmale eines Navigationsfeuers, wie zum Beispiel eines Funkfeuers, das es zu erkennen gilt, zur Verfügung hat, und daß er durch einen einfachen Ton- oder Leuchtvergleich den Navigationspeilpunkt erkennen kann, so daß die Identifikation sehr sicher ist und ohne Ablenkung durch einen gedanklichen Zählvorgang oder durch das Anhören von Tonschwingungen vorgenommen werden kann.

In Figur 2 ist die Stirnfläche der Vorrichtung gemäß Figur 1 zu sehen, die mehrere Tasten 30 umfasst, die den Tasten 14 der Figur 1 entsprechen, und dazu dienen, mittels des Namens, der ersten Buchstaben des Namens oder der geeigneten Codezahl ein bestimmtes Navigationsfeuer abzurufen. Nach dem Abrufen erscheint der Name des Navigationsfeuers am Display 32, gegebenenfalls mit einem Teil der Merkmale oder mit allen Merkmalen. Die Vorrichtung umfasst weiterhin zwei Tasten 34 A und 23 B. Durch einfaches Niederdrücken einer dieser Tasten wird entsprechend einer gegebenen Fahrtrichtung, zum Beispiel nach Osten oder nach Westen, das nächstkommende Navigationsfeuer angezeigt, was dadurch geschieht, daß der Liste der Feuerdaten im Speicher nach geographischen Gesichtpunkten angelegt worden ist und bei dem Druck auf die Taste 34 A oder B in- oder dekrementiert wird. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Rückstelltaste 36» die dann betätigt wird, wenn die Simul- ation anlaufen soll, um den Anfang der Simulation mit der Beobachtung des wirk- liehen Navigationsfeuers zu

synchronizieren und um einen Echtzeitvergleich zu ermöglichen. Eine Lampe 28 25

oder ein akustisches Warngerät ist der Rueckstell- einrichtung zugeordnet, um ein kurzes Ton- oder Leuchtsignal bei jeder Periode zu erzeugen.

Das Ausführungsbeispiel umfasst ebenfalls, drei Lampen 40, 42 und 44, die mit der Zentraleinheit verbunden sind und deren Farben weiss, grün bzw. rot sind, so daß Navigationsfeuer mit diesen Farben simuliert werden können, sowie drei . Schalter 46, 48 und 49» die den Lampen zugeordnet sind und deren Funktion weiter unten erklärt wird.

■Letztlich sieht man in Figur 3 eine Peilvorrichtung zur Verwendung mit den anderen Teilen der Erfindung und die zum Beispiel ein allgemein mit 50 bezeichnetes Fernglas umfasst. In seinem für das linke Auge vorgesehenen Teil besitzt dieses Fernglas eine Vergrößerungsoptik 52, um ein Navigationsfeuer 54 zu beobachten. Für das andere Auge ist ein Okular 56 vorgesehen, durch das der Beobachter verschiedene, innerhalb der Peileinrichtung vorhandene Lampen 58, 60 und 62 sehen kann. Diese Lampen stehen über ein mehradriges Kabel 64 sowie

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eine geeignete Anschluß einrichtung (die hier nicht abgebildet ist) mit der in Figur 1 und 2 gezeigten Vorrichtung in Verbindung. Wie oben erwähnt, haben diese Lampen die Farben weiss, grün und rot. Die Lampen 58, 60 und 62, die den Lampen 40p 42 und 44 gemäß Figur 2 parallelgeschaltet sind, entsprechen letzteren in ihrer Funktionο Ebenfalls befindet sich auf dem Gehäuse der Peilvorrichtung eine Taste 66, deren Funktion in allen Punkten der Funktion der Taste % gemäß Figur 2 entspricht.

Es folgt nun eine etwas auführlichere Beschreibung der erfindungsgemässe Vorrichtung anhand der Figuren 1 bis J>, obwohl die Hauptmerkmale der Arbeitsweise kura schon erwähnt worden sind. Wenn eine Schiff sich eine Küste bei Nacht nähert und eines oder mehrere Navigationsfeuer beobachtet werden kann, wird der Navigator anhand der berechneten Kurses imstande sein, die Identität der Feuer zu vermuten. Durch Betätigen der Tastatur 14, 30 ruft er die einem dieser

j5 Feuer entsprechenden Daten ab, so daß die Zentraleinheit diesem Feuer entsprechende Steuerspannungen an die Lampe oder Lampen leitet und die Lampe bzw. die Lampen die zeitlichen Änderungen.des Feuers simulieren. Sodann beobachtet er das Feuer, das er für das abgerufene Feuer hält, unter Anwendung der Peileinrichtung gemäß Figur 3· Auf diese Weise sieht der Beobachter mit seinem linken Auge das Erscheinungsbild des Feuers und mit seinem rechten Auge die Simulation dieses Feuers unter Anwendung mindestens einer der Lampen 58, 60 und 62, die er gegebenenfalls mit der Taste 66 zurückstellen kann, damit die der Anfang der

■ Periode der Lampe mit der Periode der beobachteten Lampe zusamenfällt. Auf diese Weise kann der Beobachter erfindungsgemäß mit voller Sicherheit und ohne größere gedankliche Anstrengung, daß heißt ohne Zählen oder einen ähnlichen Vorgang ρ das Feuer erkennen, indem er einfach optisch die Sichtfelder der zwei Augen miteinander vergleicht. Dieses Erkennen findet schnell und mit· voller Sicherheit auch dann statt, wenn wegen Ermüdung oder wegen des hohen Seeganges, die Bedingungen ungünstig sind.

Wenn des weiteren es sich um ein Sektorenfeuer handelt, d.h. wenn die Lichtfarbe gemäß dem Drehwinkel ändert, so wird von der Zentraleinheit nicht nur eine sondern zwei oder drei Lampen gesteuert» Dabei kann der Beobachter anhand der wirklichen Lichtfarbe mittels der an der Stirnplatte der Vorrichtung angeordneten Schalter 46, 48 und 49, die den Lampen zugeordnet sind, diejenigen Lampen ausschalten, die den bobachteten Farbe nicht entsprechen.

Wenn der Navigator bei Nacht oder bei Tage eine Standortsbestimmung anhand von Funknavigationsfeuer vornehmen möchte, so ist der Vorgang ähnlich. Nach entsprechender Tasteneingabe hört er über den linken Hörer 24 A des Kopfhörers 24 die. gemorste Kennung des abgerufenen Funknavigationsfeuers ab, während im recht-

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en Hörer 24 B das Tonsignal eines" an "den Hore^· angeschlossenen (hier nicht abgebildeten) Winkelmessers zu hören ist. Die Erkennung erfolgt in der selben Weise durch Hörvergleich zwischen de_;a Signal, das per Funk empfangen wird, und dem nachgeahmten, gespeicherten Signal. In diese Beziehung kann es von Nutzen sein, wenn die Tonhöhe des Signals, das von der erfindungsgemässen Vorrichtung geliefert wird, und die Tonhöhe der empfangenen Funksignals nicht gleich sind, so daß der Vergleich .des empfangenen Codes und des nacheahmten Codes völlig zweifelsfrei erfolgen kann.

₎₀ Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsform. Insbesondere kann die Eingabetastatur als normale ' alphanumerische Tastatur ausgebildet sein, so daß ein Navigationsfeuer durch Eingabe der ersten Buchstaben seines Namens abgerufen werden werden kann. Das Display kann die Form eines Bildschirmes besitzen so daß der Navigator über mehr Daten, wie zum

j₅ Beispiel eine Liste gewisser Navigationsfeuer mit Angaben über ihre Farbe oder weiterhin über die Merkmale der Farbsektoren von Sektorenleuchttürmen, verfügt.

Die logische Einheit, die mit der Zentraleinheit in Verbindung steht, kann in verschiedenen, je nach den Bedürfnissen gewählten Ausbaustufen vorliegen. Der Speicher mit den Daten über die Leucht- und Funknavigationsfeuer kann durch Um-

2Q stecken ausgewechselt werden, oder er kann als Magnetband- oder Magnetplattenspeicher vorliegen, so daß der Dateninhalt mit neuen Daten einfach überschrieben werden kann.

Weiterhin ist kann die Anzahl der Lampen beliebig sein. Man kann nur eine Lampe vorsehen, wenn es sich um die einfachste Form der Vorichtung handelt, oder es können bis zu 6 verschiedenfarbigen Lampen bei der komplizierteren Ausführugsformen vorhanden sein.

Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken kann man bei den Vorrichtungen gemäß Figuren 2 und 3 mehrere Lampenguppen (40 bis 44 und 58 bis 62) sowie mehrere Schaltergruppen (46 bis 49), wie zum Beispiel zwei Gruppen jeder Art vorsehen, wenn bei der optischen Beobachtung ' zum Beispiel zwei Feuer in einer Linie stehend erscheinen; in diesem Fall wird der höher über dem Meeresspiegel stehende Leuchtturm in der oberen Lampengruppe dargestellt sein.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal kann man eine automatische Erkennung der Leucht- oder Schallsignale bewirken, wobei zum Beispiel anstatt die Signale durch das menschliche Auge mit oder ohne vorgesetztes Feldglas zu empfangen die Peilvorrichtung mit einem Lichtempfänger und nachgeschaltetem Verstärker ausgestattet werden kann, so daß das Signal dann mit dem Simulationssignal verglichen wird.

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Die Erfindung kann ebenfalls in geeigneter Form bei dem Navigationsunterricht Verwendung finden; die künftigen Navigatoren werden dadurch in d:e Lage versetzt „ das Erkennen der leucht- und Funkfeuer zu erlernen»

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Erkennung von Objekten durch Simulation von Licht- und/oder Tonmerkmalen gekennzeichnet durch Einrichtungen, die dem durch Sehen oder Hören wahrgenommenen Erscheinungsbild eines Objektes eine Simulation der durch Sehen oder Hören wahrnehmbaren Merkmale des Objektes zuordnen, wobei das Erkennen durch Vergleichen des Erscheinungsbildes mit der Simulation erfolgt-

Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichenet, daß eine Farblampe, die gemäß dem Rhythmus des Erscheinungsbildes gesteuert wird, zur Erkennung eines Leuchtturmes verwendet wird.

Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung des durch Sehen wahrgenommenen Erscheinungsbildes und der Simulation durch ein Fernglas vollzogen xiird, dessen linker Teil Peileinrichtungen umfasst und _]5 dessen rechter Teil mindestens eine Lampe aufweist, die durch die Vorrichtung gesteuert wird.

Vorrichtung nach Anspruch 5 gekennzeichnet durch eine Mikroprozessorzentraleinheit, durch einen Speicher mit Daten bezüglich der Farbe, des Rhythmus 2Q und der Periode mindestens eines Navigationsfeuers, durch mindestens eine mit der Zentraleinheit verbundene Lampe, die mit der Simulation entsprechenden Steuerspannungen beaufschlagt wird, und durch mindestens eine Abruftaste zur Eingabe von Signalen an den Speicher und zum Abrufen von Daten bezüglich des Navigationsfeuers.

Vorrichtung gemäß Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher Daten

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bezüglich mehrerer Navigationsfeuer enthält und daß Einrichtungen vorhanden sind, die nach Betätigung mindestens einer Taste die gespeicherten Daten nach geogrphischen Gesichtpunken absuchen, um das einem bestimmten Navigationsfeusr in einer bestimmten Richtung nächststehende Feuer zu simulieren.

Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß sie die Signale eines Funknavigationsfeuers unter Verwendung eines Tonerzeugers simuliert, die einen Tonwandler mit Toninformationen beliefert, die den Signalen des Funkfeuers entsprechen.

Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Tonwahrnehmung mit der Simulation durch einen Kopfhörer verwirklicht wird, dessen linker Hörer mit den Signalen eines Winkelmessers und dessen rechter Hörer mit den Signalen der Vorrichtung beaufschlagt wird.

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